網絡升級改造的結構化布線設計與分析

寧潔 張鵬

摘 ?要：針對單位網絡現狀與需求，衛勤保障技術研究所（以下簡稱“我所”）結合北科研樓主體節能改造的契機，按照結構化布線設計的原則，在網絡機房的原址進行了布線改造，對工程實施與驗收測試進行了方案設計。不僅彌補了原有網絡建設的不足，更為未來的網絡發展提供了良好的支撐環境。在整個項目實施過程中網絡布線和網絡應用并存，既鍛煉了實操能力，又積累了寶貴的經驗，還為今后處理網絡應急事件打下了堅實基礎。

關鍵詞：網絡升級;網絡改造;結構化布線;驗收測試

中圖分類號：TN913.1 ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）17-0052-03

Abstract：In view of the current situation and demand of the unit network，combined with the opportunity of energy-saving renovation of the main body of the North Research Building，according to the principle of structured wiring design，the wiring renovation was carried out at the original site of the network computer room，and the project implementation and acceptance test were designed. It not only makes up for the shortcomings of the original network construction，but also provides a good supporting environment for the future network development. The coexistence of network wiring and network application during the whole project implementation has not only exercised practical ability，but also accumulated valuable experience，and laid a solid foundation for dealing with network emergencies in the future.

Keywords：network upgrading;network reconstruction;structural wiring;acceptance test

1 ?網絡現狀與需求

我所原有的計算機網絡已經建設使用十幾年，由于當時網絡的應用比較少，目前出現了網絡主體結構單一、覆蓋面有限、信息點少等問題，并且網絡基礎設施已出現陳舊老化、故障、損壞等現象，不能很好地滿足科研工作需要，也存在極大的安全隱患。

1.1 ?網絡基礎設施出現的問題

（1）部分房間網絡信息點不可用，故障率平均達到25%～50%，嚴重影響了網絡使用。主要原因是網絡線路老化，房間網絡接口模塊損壞等，只能依靠集線器連接網絡，降低了網絡傳輸速度。

（2）機房和網絡瀏覽室的電源插座損壞，電線暴露在外，易造成漏電、失火等安全隱患。地插無法維修，目前只能臨時更換為外接插線板。

1.2 ?難以適應未來信息化建設需求

上級院機關已經在籌建辦公專網，是在全院內部使用的辦公網絡，采用千兆級網絡傳輸速率，其密級高于現有網絡，意味著該辦公網必須與現有網絡物理隔離，這樣一來大部分房間現有的信息接口將不夠用，同時現有網絡的超五類百兆電纜也將成為千兆網絡線路傳輸的瓶頸。

1.3 ?北樓主體節能改造的契機

在北科研樓主體進行節能改造、重新強電布線的同時，也實施網絡弱電升級改造，必將減少土建施工成本，避免網絡布線工程對科研工作造成二次影響。

2 ?結構化布線設計思路與原則

隨著先進技術的持續發展，傳統網絡已經不能滿足日益增多的網絡應用的需求，升級改造工程有待完成。由于網絡應用涉及不同領域，整個設計過程比較復雜。網絡升級改造建設首先必須滿足應用的需求[1]，其次需考慮技術與資金等多方面的因素，最后升級改造不同于新建，在工程實施上既要保證時間進度的合理安排又要保障現有網絡應用系統的正常運轉。

2.1 ?結構化布線是網絡建設的基石

雖然有些安防設備確實能保障網絡的安全性和穩定性，例如使用高級防火墻完成訪問控制、防毒墻查殺病毒、高性能服務器管理賬戶和數據，以及入侵檢測阻斷外來攻擊等，但是也不能忽視了網絡結構化布線，否則就走入了網絡建設中的另一個誤區：重視設備配置而輕規劃設計。

通過數據調查[2]，可以知道許多網絡出現的問題，并非一定來自外部的攻擊，而是在網絡內部，也就是網絡線路出現了問題。基礎布線工程在網絡建設過程中是非常重要的，據統計，網絡故障有58%來自網線，有些負責人對結構化布線不了解也不重視，甚至認為結構化布線可以由裝修公司去施工完成，將裝修布線與專業布線相等同，這勢必會動搖網絡建設的基礎，沒有高速的網絡線路就不可能有高效的網絡應用。

2.2 ?網線類型決定網絡速度

現有網絡使用的是超五類線雙絞線，其標識是Cat 5e，帶寬155M，通常應用于百兆以太網，實現桌面交換機到計算機的連接。六類非屏蔽雙絞線的標識是Cat 6，帶寬250M，現在一般應用于架設千兆網，是未來發展的趨勢。在外形上和結構上六類非屏蔽雙絞線（如圖1所示）不僅增加了絕緣的十字架分置四對線，而且通過加粗電纜直徑提高了電纜的平衡特性，并改善了串擾衰減。

按照布線系統的發展和新增業務的需求，基本上一個布線系統至少要以應用十年為標準，且能夠支持四至五代的網絡設備更新[3]。六類非屏蔽雙絞線的價格雖然較高，但由于與超五類雙絞線具有一定的兼容性，而且能夠非常好地支持千兆以太網，因此選擇六類非屏蔽雙絞線完成網絡升級改造的布線系統是比較適宜的。

2.3 ?專業布線確保施工質量

專業布線與裝修布線是不能等同的，裝修工程隊并不配備專業的網絡布線人員，一般由電工來完成網線連接，常出現網線沒有統一標識、網線不綁扎整理、直接打RJ45水晶頭而省去了配線架設備，甚至用轉接頭延長網線等情況。這樣一來不但增加了故障點，還難以查找排除，施工的質量無法保障。

由上所述，網絡布線工程的施工單位必須是由專業資質的公司，按標準規范由專業布線人員來實施完成，還需要使用專業工具。并且六類非屏蔽雙絞線施工工藝要求高，超五類雙絞線測試余量是大于六類線的，在安裝設計時更要特別注意。

3 ?工程設計與驗收測試

為了適應未來信息化建設需求，更新陳舊、故障網絡設施，消除安全隱患，我所結合北樓主體節能改造的契機，對北樓網絡進行提升改造。

3.1 ?網絡結構化布線的設計方案

（1）網絡功能與結構。北樓網絡提升改造后，能實現光纖接入、千兆電纜傳輸、自適應終端百兆網卡接口的網絡連接;能確保不同密級、不同性質的網絡實現物理隔離;能具有千兆網卡終端設備的連接能力。北樓改造面積5246m2，采用六類非屏蔽雙絞線實施網絡布線，按照預留15%～25%的設計原則，43m2的辦公室平均設置8個網絡接口，22m2的辦公室平均設置4個網絡接口，實驗室平均設立2～4個網絡接口，再根據研究室對每個房間接口數量和位置的一一核實確認，總計447個網絡接口，考慮上浮5%后預計共建立470個網絡信息點接口。設立網絡主機房和分機房各一個。網絡采用結構化布線方式，由總配線柜、分支線纜及網絡出線座組成。用千兆網絡結構，由機房網絡配線柜內通過網絡專用設備以千兆傳輸形式連接到網絡出線插座，分支線纜采用六類8芯電纜，由網絡配線架引出，沿吊頂內金屬線槽敷設，引至網絡出線座時穿PC20管保護敷設于吊頂內，然后沿墻或柱暗敷至出線座。

（2）網絡布線設計。網絡結構化布線設計如圖2所示。

（3）網絡改造施工。按照招標程序確定施工單位。網絡布線施工工期預計60天。

3.2 ?布線工程的驗收測試

網絡規劃設計必須事先考慮驗收測試問題。布線工程完成后的驗收測試結果是日后網絡管理維護、增容升級的基礎[4]。網線的傳輸性能一般由多種因素決定，包括線纜特性、跳線質量、回路數目等。設計規劃和安裝質量也會影響傳輸性能，例如信息點終端模塊采用568A標準線序還是568B標準線序也是一個人為的影響因素。由此可見，全面驗收測試是布線工程的最后一步。

布線測試的第一步是用通斷儀檢查網線的連通情況。第二步是按照國際標準對全部電纜系統進行認證測試[5]。主要是測試電纜系統的各種電氣參數，以及測試雙絞線在鏈路傳輸時的最大衰減值和近端串音衰減等指標和參數。第三步是對線纜系統進行抽測，一般是請有資質的第三方完成，線纜抽測的比例通常為10%～20%。

4 ?結 ?論

總之，此次網絡結構化布線工程是結合北科研樓主體節能改造的契機，在網絡機房的原址進行的改造，在整個項目實施過程中網絡布線和網絡應用并存。工程的安全性和可靠性是辦公網絡正常運轉的唯一保障，避免次級故障發生。前期的方案設計不僅彌補了原有網絡建設的不足，更是為未來的網絡發展提供了良好的支撐環境。長達數月的施工既鍛煉了實操能力，又積累了寶貴的經驗，還為今后處理網絡應急事件打下了堅實基礎。

參考文獻：

[1] 王玉珍，李洪威，武旭紅.醫院網絡及數據中心升級改造研究 [J].中國醫療設備，2018，33（9）：141-143+157.

[2] 嚴比卓.大型綜合醫院數據中心機房設計與建設研究 [J].電腦與信息技術，2017，25（3）：43-46.

[3] 吳國俊.數字化校園網絡改造方案的研究與應用 [J].信息與電腦（理論版），2019（1）：196-197.

[4] 王如海.內部網系統的網絡信息安全管理 [J].計算機安全，2007（7）：69-71+77.

[5] 于樹新.綜合性醫院信息化建設方案合理性研究 [J].中國數字醫學，2016，11（1）：94-96.

作者簡介：寧潔（1969-），女，漢族，河北任丘人，畢業于國防科技大學，副研究員，碩士研究生，研究方向：裝備計算機仿真設計技術與信息安全防護。